初中化学专题细胞的物质基础.doc
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1、第1讲 细胞的物质 基础新课标剖析高考要求要求层次具体要求组成生物体的化学元素种类及功能水和无机盐的作用糖类、脂质的种类和作用蛋白质、核酸的结构和功能生物大分子以碳链为骨架知识网络 种类组成细胞的元素 作用细胞的物质组成 生物界与非生物界的统一性和差异性含量细胞中的水 存在形式生理作用细胞中的无机物 存在状态无机盐 生理作用元素组成细胞中的糖类 种类组成细胞的化合物 生理作用元素组成细胞中的脂质 种类生理作用元素组成 种类基本单位:氨基酸 细胞中的有机物 结构蛋白质 结构:脱水缩合、肽键、多肽、相关计算分子结构的多样性 蛋白质的变性 功能元素组成 种类 种类 核酸 基本单位:核苷酸 空间结构
2、结构功能检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质知识点睛一、组成细胞的元素(一)种类细胞中常见的化学元素有20多种。其中:1. 大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。 人体细胞的主要元素:C、H、O、N、P、S。其中含量百分比占细胞鲜重最多的元素为:O含量百分比占细胞干重最多的元素为:C 基本元素:C、H、O、N最基本元素:C2. 微量元素:Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。(二)作用1. 组成化合物。如,水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质、核酸等。2. 影响生命活动。如,B元素能够促进花粉的萌发和花粉管的伸长,植物缺乏会“花而不实”;哺乳动物血钙含量过低会出现抽搐。(三)生物界与非生物
3、界的统一性和差异性组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到,这体现了生物界与非生物界具有统一性;但各种元素在生物体内和无机自然界中的含量相差很大,又体现了生物界与非生物界具有差异性。二、细胞中的无机物(一)细胞中的水1. 含量:一般地说,水在细胞的各种化学成分中含量最多,一般为60%95%。不同种类生物体中水含量不同;生物体在不同的生长发育时期含水量不同;同种生物的不同组织器官含水量不同。2. 水的结构 3. 存在形式:自由水(约占95.5%)和结合水(约4.5%)。(1)水分子的极性让它们彼此间及水分子与其他极性分子间容易形成氢键。如Na+带正电荷就可吸引水分子的带负电的部分,使水环绕其周
4、围形成水化的钠离子;Cl-带负电,可吸引水分子的带正电部分,从而与水形成水化氯离子。简单有机物的氨基、羧基、羟基或羰基均可与水结合。生物大分子往往兼有极性基(亲水)和非极性基(疏水),如蛋白质、核酸、极性脂类等。在水的环境中,其非极性基常藏于结构的内部而极性基则分布于表面,故也可和水分子结合。细胞内部一部分水主要以氢键的形式与蛋白质,多糖、磷脂等固体物质相结合,这部分水不蒸发、不能析离,失去了流动性和溶解性,是生物体的构成物。结合水因离颗粒表面远近不同,受电场作用力的大小也不同,所以分为强结合水和弱结合水。生物大分子具有一定的空间构象,它们的许多功能都与构象的相互转化有关。结合水是稳定大分子结
5、构的必要因素。(2)自由水和结合水可以相互转化: 新陈代谢(缓慢)、 抗逆性(强) 自由水 结合水 新陈代谢(旺盛)、 抗逆性(弱)芽孢是有些细菌在一定条件下,细胞质高度浓缩脱水所形成的一种抗逆性很强的球形或椭圆形的休眠体。芽孢的含水率约38%40%。芽孢是整个生物界中抗逆性最强的生命体,在抗热,抗化学药物和抗辐射等方面,十分突出。有些细菌的芽孢,在干燥条件下,可保持10多年或更长的时间仍能萌发,有的能忍耐-253的低温,有的在沸水中煮30小时后仍有生活力,但也有的芽孢在8090下几分钟即死亡。例如,肉毒梭菌的芽胞在沸水中要经过5至9.5h才被杀死;巨大芽胞杆菌芽胞的抗辐射能力比大肠杆菌要强3
6、6倍。芽胞的休眠能力更为突出,在常规条件下,一般可以保持几年至几十年而不死。据文献记载,有些芽胞甚至可以休眠数百至数千年,最极端的例子是在美国的一块有2500万4000万年历史的琥珀,至今从其中蜜蜂肠道内还可以分离到有生命的芽胞。自由存在的芽孢没有明显的代谢作用,只保持潜在的萌发力,称为隐藏的生命。一旦环境条件合适,芽孢便可以萌发成营养细胞。4. 生理作用相邻水分子间能够形成氢键,氢键赋予水分子一些独特的性质, 而这些性质对于生活细胞是十分重要的。(1)结合水是细胞结构的重要组成成分(2)自由水是细胞内的良好溶剂由于水分子具有极性,所以糖等极性分子、食盐等离子化合物很容易溶于水,其中,水称为溶
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